第十二章 礦床

第十二章礦床第1頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、礦石與礦床

（一）礦石

有用巖石。若含量很多，達(dá)到為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平所能利用的程度，則這種含有用礦物的巖石就稱為礦石。（二）礦床

礦床是在一定地質(zhì)作用下形成的在質(zhì)量和數(shù)量上都能滿足當(dāng)前開采利用要求的礦石的富集地段。第一節(jié)礦床的概念

第2頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、礦產(chǎn)的分類

一切埋藏在地下或分布于地表的可供人類開采利用的天然礦物資源，都可泛稱礦產(chǎn)。礦產(chǎn)可以分為三類，即金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和能源礦產(chǎn)。

第3頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）金屬礦產(chǎn)

是一般需經(jīng)冶煉從中提取金屬元素的礦產(chǎn)，其中包括鋼鐵基本原料金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、貴金屬礦產(chǎn)、稀有金屬礦產(chǎn)、分散元素礦產(chǎn)。（二）非金屬礦產(chǎn)是一般經(jīng)簡(jiǎn)單加工即可提出非金屬原料或直接即可利用的礦產(chǎn)，根據(jù)用途又可分為冶金輔助原料礦產(chǎn)、化工原料礦產(chǎn)、建筑材料礦產(chǎn)、美術(shù)工藝原料礦產(chǎn)。（三）能源礦產(chǎn)主要指能夠轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能、熱能、電磁能和化學(xué)能的各種能量的資源，也就是能產(chǎn)生能量的物質(zhì)，如煤炭、石油、天然氣、水能等。第4頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、礦床的成因分類第5頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)

內(nèi)生礦床內(nèi)生礦床主要是在巖漿活動(dòng)過(guò)程中，有用組分富集起來(lái)所形成的礦床。內(nèi)生礦床提供了絕大多數(shù)的有色金屬、稀有金屬和部非金屬礦產(chǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。

內(nèi)生礦床可以分為：巖漿礦床、偉晶巖礦床、氣化熱液礦床、火山礦床。第6頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、巖漿礦床

巖漿礦床是巖漿冷凝過(guò)程中，由于巖漿分異作用使分散在巖漿中的有用組分聚集而成的礦床。這類礦床一般形成于具有較高溫、壓環(huán)境的地下深處，相當(dāng)于深成巖的形成部位。第7頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三巖漿礦床又分為：早期巖漿礦床（鉻鐵礦、鉑族金屬礦床）晚期巖漿礦床（世界上許多大型鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、鉑族金屬、稀土礦等）熔離礦床（銅、鎳硫化礦床）第8頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、偉晶巖礦床

偉晶巖是一種由粗大晶體組成的呈脈狀巖體產(chǎn)出的巖石。在偉晶巖形成過(guò)程中，在揮發(fā)成分的影響下，通過(guò)巖漿分異或氣液交代作用，使有用組分富集而形成的礦床，稱偉晶巖礦床。第9頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三偉晶巖礦床中常富集鋰、鈹、鈮、鉭、銣、銫、鋯、鈾、釷、稀土等各種稀有和放射性元素，也常富集鎢、錫、鉬等金屬元素以及含揮發(fā)成分氟、氯、硼等的礦物，所以說(shuō)偉晶巖是稀有元素的重要寶庫(kù)。此外，偉晶巖中常有電氣石、綠柱石、黃玉、水晶等。第10頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、氣化-熱液礦床

成礦物質(zhì)在熱氣和熱液中被搬運(yùn)并填充到巖石裂隙里所形成的礦床。

（一）接觸交代礦床

巖漿侵入體與圍巖接觸地帶，由于氣水熱液的交代作用而形成的礦床，又稱矽卡巖礦床。這類礦床主要產(chǎn)于中酸性巖體與碳酸鹽巖的接觸帶。中酸性侵入體砂巖石灰?guī)r頁(yè)巖變質(zhì)作用

接觸交代作用手圍巖成分及構(gòu)造控制。在巖體邊界產(chǎn)狀較緩處，巖體凹入處，圍巖為石灰?guī)r處，以及斷層和巖脈兩側(cè)，接觸交代作用比較強(qiáng)烈。

第11頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）熱液礦床

根據(jù)形成溫度，分為高溫、中溫、低溫等三類熱液礦床。1、高溫?zé)嵋旱V床形成溫度為500～300℃，礦體多位于花崗巖體頂部及其靠近的非碳酸鹽圍巖中，多呈脈狀，常形成鎢、錫、鉬、鉍、鈹?shù)鹊V床。2、中溫?zé)嵋旱V床形成溫度約300～200℃，礦體位于距侵入體較遠(yuǎn)的圍巖中，并往往為圍巖的斷裂等構(gòu)造條件所控制。中溫?zé)嵋旱V床常為銅、鉛、鋅等多金屬礦、硫鐵礦等主要來(lái)源。第12頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三中溫?zé)嵋旱V床中的黃鐵礦脈

含金、銀的石英脈

3、低溫?zé)嵋旱V床形成溫度約200～50℃，礦體多發(fā)現(xiàn)于距侵入體很遠(yuǎn)的沉積巖中，形成部位較淺。世界上的銻、汞、砷等礦產(chǎn)，幾乎全部來(lái)源于本類礦床。

第13頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、火山礦床

是指在火山活動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)于地表或接近地表（0～1.5km）的礦床。根據(jù)成礦作用可以分為火山巖漿礦床、火山氣液礦床和火山沉積礦床。（一）火山巖漿礦床

是由于巖漿的噴發(fā)作用，把早期結(jié)晶的有用礦物和熔融狀態(tài)的有用組分帶至地表或抵近地表，所形成的一些特有礦床。

第14頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

（二）火山氣液礦床

是火山噴發(fā)或噴發(fā)期后的氣體和熱液，在一定地質(zhì)條件下，氣液相互作用或氣液與圍巖作用，促使有用組分富集和沉淀所形成的礦床。如火山噴發(fā)的氣體通過(guò)直接凝結(jié)

在火山管壁上有富硫氣體直接沉積形成的黃色自然硫晶體，新西蘭

或與圍巖相互作用，常在火山口附近或凝灰?guī)r及熔巖的裂隙中，形成小型的硫黃、雄黃、雌黃、硼酸鹽等礦床。第15頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）火山沉積礦床是火山噴發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的有用組分，溶解在水中經(jīng)過(guò)搬運(yùn)和沉積所形成的礦床。鎳、鈷、銅的鐵錳結(jié)核。深海錳結(jié)核，錳含量答20%，并有少量鐵、銅、鎳。結(jié)核直徑7.5cm

第16頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)外生礦床在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床，稱外生礦床。根據(jù)成礦過(guò)程的不同可以分為風(fēng)化礦床和沉積礦床兩大類。另有一類是由生物堆積而成的可燃有機(jī)巖礦床，從廣義角度看，它屬于沉積礦床的范疇。

在地表外力作用下使有用元素或有用組分聚集所形成的礦床，稱外生礦床。第17頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、風(fēng)化礦床

地殼表層巖石（包括含礦的母巖及原生礦床）在風(fēng)化作用過(guò)程中，使某些穩(wěn)定的有用組分在原地或原地附近富集起來(lái)所形成的礦床，稱為風(fēng)化礦床。分為以下四類：地表巖石

主要風(fēng)化作用類型

風(fēng)化產(chǎn)物

聚集地點(diǎn)

礦床類型

母巖（包括各種巖石及原生礦床）

物理風(fēng)化作用為主

有用碎屑物質(zhì)

原地

殘積砂礦床

原地附近

坡積砂礦床

化學(xué)風(fēng)化作用為主

Fe、Si、Al等膠體物質(zhì)原地

殘余礦床

溶解物質(zhì)

向地下滲透

淋積礦床

第18頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）殘積-坡積砂礦床

巖石或礦脈等在風(fēng)化過(guò)程中，一些比重小、顆粒微細(xì)的碎屑被流水、風(fēng)等帶走，而其中比重大、化學(xué)性穩(wěn)定的礦物顆粒，殘積坡積而成礦。如金、鉑、錫石、金剛石等。

目前世界上65%以上的金、相當(dāng)數(shù)量的金剛石皆采自砂礦。第19頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）殘余礦床

巖石在化學(xué)風(fēng)化為主的條件下，可溶物質(zhì)（如K、Na、Ca、Mg鹽類）被淋走或淋濾，而難溶或不溶的物質(zhì)（如Si、Al、Fe、Mn膠體）殘留而形成的礦床。第20頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）淋積礦床又稱滲濾礦床。地表巖石或品位較低的礦床，在風(fēng)化過(guò)程中有一部分溶于水的組分滲入地下，因沉積作用或沿途與圍巖發(fā)生交代作用所形成的礦床。氧化帶

還原帶原生硫化物礦石帶影響成礦第21頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、沉積礦床

在地表外力作用下，主要通過(guò)沉積分異作用使有用組分富集而成的礦床，稱為沉積礦床。具層理，有的含有化石，層位比較穩(wěn)定，有時(shí)規(guī)模巨大，找礦和勘探也比較容易。第22頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）機(jī)械沉積礦床

巖石風(fēng)化形成的碎屑產(chǎn)物，在搬運(yùn)過(guò)程中，按粒級(jí)和比重大小進(jìn)行沉積分異，使有用成分聚集形成礦床。通常簡(jiǎn)稱為砂礦床。 1.沖積砂礦床

2.海濱砂礦床

第23頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）化學(xué)及生物化學(xué)沉積礦床

1.蒸發(fā)沉積礦床：石膏、食鹽、鉀鹽、芒硝、硼砂等

；2.膠體化學(xué)沉積礦床：湘潭錳礦、寧鄉(xiāng)鐵礦、鞏縣鋁土礦等；3.生物及生物化學(xué)沉積礦床：煤、石油、生物灰?guī)r、硅藻土等

。第24頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、可燃有機(jī)巖礦床

包括煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖等。所謂能源是指能生產(chǎn)能量的物質(zhì)，或者說(shuō)是指能夠轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能、電磁能和化學(xué)能等各種能量的資源。第25頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）煤

1.煤的概念和成分

煤是由植物遺體堆積在一定環(huán)境，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變化而成的一種可燃有機(jī)巖。煤的成分包括有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分。有機(jī)組分主要由碳、氫、氧等元素組成，主要由植物遺體轉(zhuǎn)化而來(lái)，燃燒后便揮發(fā)逸失；無(wú)機(jī)組分燃燒后變成殘?jiān)?，稱為灰分。第26頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.煤的形成條件

（1）必須有植物大量繁生，提供形成煤的物質(zhì)來(lái)源。

而植物茂盛又必須有濕熱等氣候條件。石炭—二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和古近紀(jì)等，都有形成了這些時(shí)代的煤田。第27頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）植物遺體堆積后必須與空氣隔絕，以免被徹底分解破壞。而滿足這種條件則必須具備一定的沉積環(huán)境，如封閉的沼澤盆地、潟湖、濱海平原、三角洲平原、海灣等。（3）使成煤作用持續(xù)進(jìn)行，還必須要有節(jié)奏的地殼運(yùn)動(dòng)。由于地殼運(yùn)動(dòng)反復(fù)進(jìn)行，才能導(dǎo)致煤層反復(fù)堆積，在同一地區(qū)形成很厚的含煤地層。第28頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.成煤作用指由植物轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱倪^(guò)程。分為三個(gè)階段：（1）菌解階段，即泥炭化階段

（2）煤化階段，即褐煤階段（3）變質(zhì)階段，即煙煤及無(wú)煙煤階段

第29頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）油頁(yè)巖

一種高灰分、干餾后可以獲得頁(yè)巖油的可燃有機(jī)巖，又稱油頁(yè)巖。我國(guó)有16個(gè)省產(chǎn)油頁(yè)巖，時(shí)代以侏羅-白堊紀(jì)和第三紀(jì)為主。

（三）石油和天然氣它們不能形成獨(dú)立的地層，而存在于巖石空隙和裂隙之中。第30頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.石油和天然氣的成分和性質(zhì)

石油：平均元素組成：碳為84.5％，氫為13％，硫?yàn)?.5％，氮為0.5％，氧為0.5％。石油主要由碳和氫組成，碳和氫的總量在95—99％之間。石油中已鑒定出3000種化合物。第31頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三天然氣：比石油輕，所以常位于石油的上部，稱為氣頂。我國(guó)四川等省也有單獨(dú)的天然氣礦藏，四川的天然氣是以氣態(tài)碳?xì)浠衔餅橹鞯幕旌衔?，以甲烷CH4最多，占?xì)怏w成分的80~90%。第32頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.石油的成因一種是石油無(wú)機(jī)成因說(shuō)；一種是石油有機(jī)成因說(shuō)。前者認(rèn)為石油是由自然界的無(wú)機(jī)碳和氫經(jīng)過(guò)化學(xué)作用而形成的；后者認(rèn)為石油是在地質(zhì)時(shí)期生物死亡后有機(jī)物分解而形成的。這里所說(shuō)的生物，既有動(dòng)物，更有植物，而更重要的是浮游生物和低等微生物。第33頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.油、氣藏的形成（1）生油層

：指當(dāng)初具備成油條件生成油氣的地層。泥質(zhì)巖和某些碳酸鹽巖常形成良好的生油層。第34頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

在生油層中呈分散狀態(tài)存在的油氣，必須運(yùn)移集中到孔隙和裂隙發(fā)育較好的巖層中，才有可能形成油氣藏。這種能儲(chǔ)集油氣并可在其中流動(dòng)的巖層，稱為儲(chǔ)油層或儲(chǔ)集層。（2）儲(chǔ)油層

第35頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三油氣從生油層運(yùn)移到儲(chǔ)油層，還必須有東西擋住油氣繼續(xù)前進(jìn)的道路，才能使之集中并且得以保存，形成油氣藏。由于阻擋而使油氣聚集，稱為圈閉。（3）圈閉第36頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4.中國(guó)的石我國(guó)可供找油氣的沉積巖面積，在大陸上共有420萬(wàn)km2，在東北、華北、華東、西北、西南以及沿海大陸架相繼發(fā)現(xiàn)了油氣，如大慶、勝利、遼河、任丘、大港、中原、塔里木、長(zhǎng)慶、南陽(yáng)等油田。第37頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)

變質(zhì)礦床和多成因礦床

一、變質(zhì)礦床

在變質(zhì)地區(qū)受到區(qū)域變質(zhì)作用影響形成的礦床，統(tǒng)稱變質(zhì)礦床。在變質(zhì)礦床中經(jīng)常賦存鐵、銅、白云母、硼、石墨、菱鎂礦、藍(lán)晶石、等礦產(chǎn)，并占有世界儲(chǔ)量的很大比重。第38頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）受變質(zhì)礦床指原已形成的礦床，后又受到區(qū)域變質(zhì)作用改造所形成的礦床。鞍山式鐵礦石英磁鐵礦第39頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）變成礦床

指原來(lái)巖石中含有某些有用礦物組分但未形成礦床，在區(qū)域變質(zhì)作用過(guò)程中使某些成分活化、集中，重結(jié)晶所形成的礦床。這類礦床又可分為二類：第40頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.變質(zhì)重結(jié)晶型礦床

原巖受到高溫高壓的影響，以變質(zhì)重結(jié)晶作用為主形成的礦床，含礦組分沒有明顯遷移。石墨礦床紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石或剛玉等礦床菱鎂礦、滑石、蛇紋石、石棉等礦床第41頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.變質(zhì)熱液型礦床

原巖受到變質(zhì)熱液的作用所形成的礦床。礦床主要有鐵、銅、鉛、鋅、金和某些非金屬礦床。第42頁(yè)，共48頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）混合巖化礦床

原巖在變質(zhì)作用后期受區(qū)域混合巖化作用及部分深熔作用所形成的礦床。這類礦床主要是礦源層中的成礦組分，在混合巖化流體的作用下，發(fā)生